作戰組織指揮控制能力評價模型研究*

鄧巧雨,王智學,王中偉

(中國人民解放軍陸軍工程大學,江蘇南京 210007)

作戰組織的指揮控制能力是指在作戰的準備與實施過程中,作戰指揮員及其指揮機關,按照總的戰爭想定和統一的計劃安排,依托一體化指揮信息系統平臺,對諸軍兵種作戰力量、作戰行動進行運籌謀劃和協調控制的能力[1]。在信息化條件下,指揮控制能力作為指控組織作戰能力的核心要素,將直接影響指控組織作戰能力的生成,對其進行效能評估可以有效加快指控組織作戰能力的提升。指控組織的作戰是人、信息系統和武器裝備的有機結合和協同合作的過程,形成體系聯動的級聯效果[2]。對作戰組織的指揮控制能力的評估涉及的因素較多，且大多存在關聯關系,因此，構建一個合理的指標體系，并且選擇一個合適的評估方法，對于指控組織的指揮控制能力評估，具有十分重要的現實意義。

現實中的能力評估問題通常是由作戰指揮員對可能影響作戰的各方面因素進行全面分析,并結合自身在作戰和演練中的實踐經驗,從戰場運用的角度提出相關指標體系;然后，采用作戰模擬法、系統仿真法、層次分析法等方法對能力進行評估。但是,這些方法忽略了在實際評估過程中可能出現的指標間相互關聯以及模糊性等問題,評估結果不夠精確。因此,本文將多種單一評價方法按照不同組合方法進行組合,利用一致性檢驗算法選出準確性相對較高的一種[3-4],并通過對指揮控制能力的內涵進行分析,建立一套相對科學的評價指標體系,充分考慮到各指標間的相互關系,旨在進一步提高評估結果的準確性。

1 指標體系的構建

1.1 指標體系構建原則

評價指標是衡量指揮控制能力的基本準則,因此構建一個科學合理的評價指標體系是效能評估研究工作的基礎,也是最關鍵的步驟。為了保證評價指標體系的科學性、完備性,在構建過程中需遵循以下幾點原則:1)客觀性:能客觀真實地反映指控組織的指揮控制能力,不帶有主觀色彩;2)完備性:能夠盡可能從各個角度對指揮控制能力進行評估,保證評估結果的可靠性;3)獨立性:各指標間盡可能保持獨立,避免相互包含;4)可測性:各指標間應有明確的界定,且應該方便管理人員和系統進行獲取和處理。另外,當指標越多越具體,評價結果的準確度則會越高,但計算效率會大大降低。因此,在構建指標體系的過程中,應盡量追求指標的完整性,并且盡可能省略一些影響不大的指標,從而，在保證評估準確率的前提下，提高評估效率。

1.2 指揮控制能力評價指標確定

基于上節提到的指標構建原則以及對指揮控制能力的分析,本文從作戰實際出發,將指揮控制能力分為分析判斷能力、統籌決策能力、組織計劃能力、控制協調能力以及指揮信息系統運用能力等五個組成部分[1-5]。再根據分工和性質不同,對每一項能力進行細分。具體的指標體系結構如圖1所示。

圖1 指揮控制能力評價指標體系

2 指揮控制能力評價模型

2.1 基本思路

首先,本文采用層次分析法確定指標體系中各指標的權重。通過對指標體系中各層次指標的關系進行分析,并結合專家打分,計算得出最終指標權重。其次,采用定性與定量相結合的方法,確定指標體系中各指標的指標值。對于指揮控制能力評價指標體系中難以直接獲取指標值的部分,通過專家打分的方式對其進行量化;對于其他指標,則通過進一步分解來實現定量可測。另外,目前常用的綜合評價方法有很多,模糊綜合評價法[6]可以實現定性評價到定量評價的轉化,但主觀性略強;TOPSIS法[7]可用于對現有對象的優劣進行評價,比較客觀;灰色關聯分析法[8-9]適用于對多因素的分析,且計算步驟簡單;人工神經網絡法[10]為處理多因素之間互相影響的非線性復雜問題提供了思路。各種評價方式瑕瑜互見,適用的評估對象也不盡相同,本文將所提到的前三種方法進行組合,旨在獲得更加客觀有效的評價模型。

本文對作戰組織的指揮控制能力進行評價的基本思路如下,流程如圖2所示。

步驟1:分別采用模糊綜合評價模型、TOPSIS模型以及灰色關聯分析模型對各作戰組織的指揮控制能力進行評價,并得到在三種方案下的排序結果;

步驟2:采用Kendall協和系數法對上述三種單一的評價方法進行相容性檢驗,并得出相容模型集。若所得的排序結果具有一致性,說明三種評估方法的結果一致,則直接進入步驟4;如果出現不一致的情況,則進入步驟3;

步驟3:由于排序結果不具有一致性,因此，對三種模型進行兩兩一致性檢驗,然后對樣本數據、評估結果以及各模型特點進行分析,選取出結果一致且相對客觀真實的幾種方法,并返回步驟2;

步驟4:對各種模型的最終評估值進行標準化處理,運用幾種不同的組合評價方法對各獨立評價結果進行組合,并得到對應組合評價值;

步驟5:使用Spearman相關系數法對步驟2中的獨立評價結果以及步驟4中的組合評價結果進行一致性檢驗,將通過檢驗并且一致程度最高的結果作為最終的指揮控制能力評價結果。

2.2 指標權重確定

本文采用最傳統的層次分析法來確定指標權重,具體步驟如下:

1)分析得出可能影響作戰組織的指揮控制能力的要素及其相互關系,建立層次結構,并得出圖1的指標體系；

2)參考其關于上一層次的重要程度,對屬于同一層次上的不同能力要素進行兩兩比較,并按照從1至9的范圍對各要素的重要程度賦值,確定判斷矩陣；

3)運用層次分析的方式確定權重值[11]并進行一致性檢驗。在得出各指標相對其上一層指標的權重的基礎上,最終得到各指標對于總評價指標的相對權重。

2.3 Kendall相容性檢驗

采用三種評價模型對各作戰組織的指揮控制能力進行評估并得出排序結果,之后，通過Kendall協和系數法對其進行一致性檢驗[12-13],考察各評價模型的結論是否一致。

構造統計量

χ2=m(n-1)W

(1)

其中,χ2服從自由度為n-1的卡方分布,給定顯著性水平為α,m為單一評價模型的個數(本文中m=3),n為被評價對象個數,W為協和系數,計算式為

(2)

式中，ri為第i個作戰組織在所有評價模型中的排序結果之和。

2.4 組合評價模型

在完成前面步驟的基礎上,將得到的各獨立評價結果進行組合。本文選取了目前使用較廣泛的三類組合評價模型,分別是算術平均值組合評價模型[14]、Copeland組合評價模型[12]以及漂移度組合評價模型[14-15]。

2.4.1 算術平均值組合評價模型

對各單一評價模型的評價值進行標準化處理,設rij為作戰組織i在第j種評價方案下的評價值,其中i=1,…,n;j=1,…,m,則作戰組織i的算術平均值組合評價值Ai為

(3)

需要注意的是,當出現組合評價值相等的情況,取方差較小者為優。

2.4.2 Copeland組合評價模型

對各獨立評價模型的結果分別進行比較,統計作戰組織i比作戰組織j的評價值高以及評價值低的模型數量numi和numj,并定義Copeland評價矩陣B={bij}n×n,其中

(4)

2.4.3 漂移度組合評價模型

1)設有n個作戰組織指揮控制能力值樣本,假設其參考值(或真實值)向量為Χ0=(x0(1),x0(2),…,x0(n)),其中x0(i)表示第i個組織的能力樣本的參考值(或真實值)。在采用了m種評價模型對樣本進行評價后,將第j種評價模型的評價結果用比較向量Χj表示,Χj=(xj(1),xj(2),…,xj(n)),xj(i)表示第i個能力樣本通過第j個評估模型得到的評價值;

2)計算各比較向量Χj與參考向量Χ0的相關系數,記為rj;

3)計算各單一評價模型的漂移度,記為σj=1-rj;

4)計算各單一評價模型的權重

(5)

5)計算各作戰組織的指揮控制能力的組合評價值

(6)

2.5 Spearman一致性檢驗

組合評價法的評價結果以所有單一評價模型的結果為基礎,組合評價法的結果應與各單一模型的評價結果基本保持一致[14]。因此,為了選出最佳的組合評價結果,使用Spearman相關系數法分別對各組合評價模型的評價結果進行一致性檢驗。具體步驟如下:

1)將各組合評價模型以及各單一評價模型的評價結果轉化為等級排序值。假定共有h種組合模型,m種單一組合模型,n組能力樣本數據。相應排序結果分別如表1和表2所示,其中,sij,pkj分別表示作戰組織j在組合模型i和單一評價模型k中的排序值,CM為組合模型的簡稱,BD為作戰組織的簡稱,EM為單一評價模型的簡稱,i=1,2,…,h,j=1,2,…,n,k=1,2,…,m,文中h=3。

表1 組合評價模型評價值

表2 單一評價模型評價值

2)計算第i種組合評價模型與第k種原始單一評價模型的評價結果的Spearman相關系數,記為ρik

(7)

3)計算第i種組合評價模型與所有單一評價模型間的平均關聯程度,用統計量ρi表示

(8)

由于參與評估的作戰組織樣本數量不太大,因此,為簡化計算,將所有組合評價模型與單一模型間的平均關聯程度作為最終評價的標準,則關聯程度值最大的組合評價模型為最優解,其評價結果為最終評價值。

3 案例分析

通過專家咨詢和實地調研,得到了各指標的重要程度比值,并取平均值作為最終的指標權重,具體權重如表3所示。

表3 評價指標對應權重

本文分別用模糊綜合評價法、TOPSIS法和灰色關聯分析法對樣本進行評估,結果見表4。其中,作戰組織用大寫字母A至E表示,上述三類單一評價模型用1至3數字表示,一類指標用Ⅰ至Ⅴ表示。

表4 指揮控制能力單一評價結果

本文運用Kendall法就Ⅰ至Ⅴ類指標以及指揮控制總能力對三種單一評價模型進行相容性檢驗,統計量結果分別為4.0000,給定顯著性水平為0.1,則得出統計量結果為11.47,大于,因此，可以說明：三類單一評價模型在給定條件下具有一致性。

接著，本文分別用三種組合評價模型對樣本進行評估,結果見表5。有關變量的表示方法同表4。

根據公式(8)求得三種組合評價模型與所有單一評價模型的評價關聯程度分別為0.1667、0.1667、0.4,因此，選取第三種組合評價模型即漂移度組合評價模型為最優組合評價模型,其結論則為最終評價結果。

表5 指揮控制能力組合評價結果

4 結束語

采用不同的評估模型來處理不同的評估對象,得到的評估結果的準確效果也不同,評估模型沒有絕對的優劣之分。本文根據對評估對象即作戰組織的指揮控制能力的分析,挑選了三類比較適合的評估方法,并通過不同的組合方式,最終選取出相對較好的組合評價模型。通過組合評價模型,可以使評價結果在保證一致性的前提下,準確度更高。然而,在指標及其權重確定的問題上，采用的是最傳統的專家打分和層次分析法,主觀性相對較強;同時,戰場環境復雜多變,固定的指標體系以及評估方式不一定通用,還需根據實際進行調整。本文下一步的研究方向將著重放在如何建立一個比較靈活、能夠適應戰場變化的能力評估方法上。